一种减薄壁厚的高强度球墨铸铁管加工工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种减薄壁厚的高强度球墨铸铁管加工工艺，涉及球墨铸铁管加工技术领域，生产过程包括将80～90％高炉铁水和10～20％废钢进行调质处理、加入2.51～3.73wt％的硅铁TFeSi75进行第一次孕育处理、将温度为1310～1420℃铁水浇注到管模中形成管坯并进行第二次孕育、退火处理、退火后的管坯进行金相及力学性能、壁厚检测，然后获得抗拉强度为500～597Mpa的球墨铸铁管。500～597Mpa的球墨铸铁管。500～597Mpa的球墨铸铁管。

【技术实现步骤摘要】
一种减薄壁厚的高强度球墨铸铁管加工工艺


[0001]本专利技术涉及球墨铸铁管加工
，具体涉及一种减薄壁厚的高强度球墨铸铁管加工工艺。

技术介绍

[0002]球墨铸铁管是铸铁管的一种，具有铁的本质、钢的性能，退火后的球墨铸铁管，其金相组织为铁素体加少量珠光体，机械性能良好，防腐性能优异、延展性能好、密封效果好、安装简易，被广泛应用于市政、工矿企业给排水、输气及输油等。
[0003]现有球墨铸铁管因其强度在420MPa以上，在承受相同内压的情况下需要的铸铁管壁厚较大，以DN800管为例，其出厂试验压力为3.0Mpa时，内径为800MM，重量为232.3kg/米，国际K9级直管理论壁厚为11.7mm，铺设一公里需要233吨，耗材较大。因此，研究在满足压力标准条件下，减薄管壁厚度可极大的节约铁矿资源的用量，具有重大的战略意义。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供的减薄壁厚的高强度球墨铸铁管加工工艺，旨在解决技术中存在的问题。
[0005]为了实现上述技术目的，本专利技术主要采用如下技术方案：
[0006]一种减薄壁厚的高强度球墨铸铁管加工工艺，包括如下步骤：
[0007]S1、调质：80～90％高炉铁水和10～20％废钢进行调质处理，获得球化前铁水，所述高炉铁水成分(按质量百分比计)为硅0.6～1.6％、锰≤0.4％、磷≤0.08％、硫≤0.03％、铬≤0.03％、铜≤0.03％，钛≤0.11％、铅≤0.01％、锑和锡≤0.025％、镍≤0.035％、铝≤0.035％、钼≤0.01％、钒(V)≤0.04％，硼≤0.008％，余量为Fe和杂质元素；
[0008]S2、铁水的球化及孕育处理：将步骤S1中熔炼的球化前铁水倒入球化包中，加入2.51～3.73wt％的硅铁TFeSi75进行第一次孕育处理，采用喷吹工艺将钝化颗粒镁喷吹进入球化包内，完成对铁水的球化和孕育处理；
[0009]S3、铁水浇注及冷却：将步骤S2中球化和孕育处理后的铁水，保持其温度为1310～1420℃浇注到管模中形成管坯，浇注过程中随铁水流入过程同步加入0.2～0.8wt％，粒度为0.2～2mm的硅铁TFeSi75孕育剂进行第二次孕育，然后管模以750～1000r/min的速度旋转0.3～4min后，在管模外壁通过冷却水进行冷却，待管坯在管模内冷却到500～600℃时，将其从管模内拔出，运输到退火炉前；
[0010]S4、退火处理：将步骤S3中的管坯送入退火炉进行退火处理，在5～15分钟内将不超过500℃的管坯加热至820～850℃，保温段温度为820～850℃，保温15～25分钟，缓冷段温度在15～20分钟内由820～850℃下降至700℃以下；
[0011]S5、金相及性能检测：退火后的管坯，进行金相及力学性能取样，获得抗拉强度为500～597Mpa的球墨铸铁管；
[0012]S6、壁厚检测：对金相及力学性能合格的球墨铸铁管进行壁厚检测，获得减薄壁厚
管。
[0013]进一步的，所述孕育剂采用粒度为0.2～2mm的硅铁TFeSi75或硅钡钙合金。
[0014]进一步的，所述球墨铸铁管具有≥12％的断后伸长率。
[0015]进一步的，所述球墨铸铁管在常温下的冲击韧性值为≥9.49J。
[0016]与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：
[0017]1、本专利技术将孕育处理分两次进行，通过调节第一次孕育剂的含量，提高Si含量，从而提高球墨铸铁管的强度，在承受内压不变的情况下，实现了壁厚减薄，大幅度降低了钢铁资源的消耗。
[0018]2、Si含量的增加，降低了球墨铸铁管退火温度(原退火温度为930～960℃)，降低了煤气或天然气消耗，球墨铸铁管在退火过程中石墨化膨胀量减小，保持了球墨铸铁管产品尺寸的一致性。
附图说明
[0019]图1为本专利技术抗拉强度及屈服强度随硅含量的变化关系图；
[0020]图2为本专利技术硅含量为3.74％时冲击韧性随温度的变化关系图；
[0021]图3为本专利技术硅含量为3.87％时冲击韧性随温度的变化关系图。
具体实施方式
[0022]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件进行。
[0023]下面对本专利技术实施例提供的减薄壁厚的高强度球墨铸铁管加工工艺进行具体说明。
[0024]第一实施例：
[0025]本实施例的减薄壁厚的高强度球墨铸铁管加工工艺，包括如下步骤：
[0026]S1、调质：90％高炉铁水和10％废钢进行调质处理，获得球化前铁水，所述高炉铁水成分(按质量百分比计)为硅1.0％、锰0.4％、磷0.05％、硫0.03％、铬0.03％、铜0.03％，钛0.1％、铅0.01％、锑和锡0.025％、镍0.035％、铝0.035％、钼0.01％、钒(V)0.04％，硼0.008％，余量为Fe和杂质元素；
[0027]S2、铁水的球化及孕育处理：将步骤S1中熔炼的球化前铁水倒入球化包中，加入2.51wt％的硅铁TFeSi75进行第一次孕育处理，采用喷吹工艺将钝化颗粒镁喷吹进入球化包内，完成对铁水的球化和孕育处理；
[0028]S3、铁水浇注及冷却：将步骤S2中球化和孕育处理后的铁水，保持其温度为1310～1420℃浇注到管模中形成管坯，浇注过程中随铁水流入过程同步加入0.2wt％，粒度为0.2～2mm的硅铁TFeSi75孕育剂进行第二次孕育，然后管模以750～1000r/min的速度旋转0.8min后，在管模外壁通过冷却水进行冷却，待管坯在管模内冷却到500～600℃时，将其从管模内拔出，运输到退火炉前；
[0029]S4、退火处理：将步骤S3中的管坯送入退火炉进行退火处理，在5～15分钟内将不超过500℃的管坯加热至820～850℃，保温段温度为820～850℃，保温15～25分钟，缓冷段温度在15～20分钟内由820～850℃下降至700℃以下；
[0030]S5、金相及性能检测：退火后的管坯，进行金相及力学性能取样，获得抗拉强度为500Mpa的球墨铸铁管；
[0031]S6、壁厚检测：对金相及力学性能合格的球墨铸铁管进行壁厚检测，获得减薄壁为7.35mm的球墨铸铁管。
[0032]其中，按上述步骤制备的球墨铸铁管，按质量百分比计，其组分含量为硅3.07％、锰0.4％、磷0.05％、硫0.03％、铬0.03％、铜0.03％，钛0.1％、铅0.01％、锑和锡0.025％、镍0.035％、铝0.035％、钼0.01％、钒(V)0.04％，硼0.008％，余量为Fe和杂质元素
[0033]其中，按上述步骤制备的球墨铸铁管中硅含量为3.07％。
[0034]其中，按上述步骤制备的球墨铸铁管在常温下的冲击韧性值为19.24J。
[0035]第二实施例：
[0036]同第一实施例相比，仅S2中本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种减薄壁厚的高强度球墨铸铁管加工工艺，其特征在于，包括如下步骤：S1、调质：80～90％高炉铁水和10～20％废钢进行调质处理，获得球化前铁水，所述高炉铁水成分(按质量百分比计)为硅0.6～1.6％、锰≤0.4％、磷≤0.08％、硫≤0.03％、铬≤0.03％、铜≤0.03％，钛≤0.11％、铅≤0.01％、锑和锡≤0.025％、镍≤0.035％、铝≤0.035％、钼≤0.01％、钒(V)≤0.04％，硼≤0.008％，余量为Fe和杂质元素；S2、铁水的球化及孕育处理：将步骤S1中熔炼的球化前铁水倒入球化包中，加入2.51～3.73wt％的硅铁TFeSi75进行第一次孕育处理，采用喷吹工艺将钝化颗粒镁喷吹进入球化包内，完成对铁水的球化和孕育处理；S3、铁水浇注及冷却：将步骤S2中球化和孕育处理后的铁水，保持其温度为1310～1420℃浇注到管模中形成管坯，浇注过程中随铁水流入过程同步加入0.2～0.8wt％、粒度为0.2～2mm的硅铁TFeSi75孕育剂进行第二次孕育，然后管模以750～1000r/min的速度旋转0.3～4min后，在管模外壁通过冷却水进行冷却，待管坯在管模内冷却到500～600℃时，将其从管模内拔出，运输到退火炉前；S4、退火处理：将步骤S3中的管坯送入退火炉进行退火处理，在5～15分钟内将不超过500℃的管坯加热至8...

【专利技术属性】
技术研发人员：谷艳梅，暴延强，宋斌，李晓明，王世锋，刘安强，张胜平，柴超超，
申请(专利权)人：广东新兴铸管有限公司，
类型：发明
国别省市：